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    人形機器人再超預期,觸覺傳感器大放異彩(附股)

     真友書屋 2023-12-14 發布于浙江

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    12月13日,馬斯克發布人形機器人(Gen 2)宣傳片,視頻中Optimus手指靈活,行走更輕盈,還會深蹲和拿雞蛋。
    從視頻上來看,Optimus Gen 2相比上一代有了很大改進,Optimus Gen 2擁有靈活的雙手,手指伸展靈活得像個真人,2個自由度的脖子可以讓機器人在一定幅度內轉頭。
    本次擎天柱2.0主要有4個邊際變化,分別涉及足、膝、手、頸。
    1、Optimus 2采用自己設計的執行器和傳感器;
    2、頸部增加2個自由度;
    3、行走速度提升30%,體重降低10%;
    4、腳部增加多維力傳感器,腳趾設計模仿人類;
    5、膝關節優化,平衡能力提升,全身控制優化;
    6、手部操作更快,可抓取脆性物體,手指表面使用觸覺傳感器。
    Optimus Gen 2相比Gen 1在穩定性、靈活度、速度等方面全方位提升,巨頭迭代速度再超預期,將引領行業發展
    1、傳感器變化最大。最大邊際變化為足部力矩傳感器和手指觸覺傳感器!    
    2、執行器數量增加。首次實現頸部3維轉動,帶來執行器數量增加!
    3、控制算法已經迭代。運動能力和平衡性大幅提升,實現復雜性蹲起動作。
    4、輕量化提上日程。減重10%,未來行走速度提升還要繼續減重。關注新型材料和結構創新。

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    此次發布第二代Optimus產品,最大的邊際增量在于傳感器。
    傳感器是人形機器人與外界交互、實現力/力矩、與觸覺反饋的核心環節。在此背景下,Gen 2展現了更好的全身控制和身體平衡能力(深蹲),以及更精準的手部操作(操作雞蛋)。
    身體平衡與操控能力:一方面,特斯拉設計了鉸接式腳趾,更加符合人體幾何學,另一方面,在力&力矩傳感器的加持下,可以實現更加精準的腳底力反饋,步行速度提升30%。而身體平衡能力的提升,可能有賴于IMU(慣性測量單元)。
    手部操控能力:對于人手來說,觸覺系統能夠提供豐富的信息,如存在、位置、形狀、缺陷、溫度和紋理等。人手的靈巧程度取決于其復雜的結構和強大的觸覺系統。Gen 2展示了左右手的拇指/手指指尖傳感器,通過亮度反饋出力的大小與區域,幫助靈巧手實現更好的感知與操作。
    柔性觸覺傳感器又稱為“電子皮膚”,能夠實現與環境接觸力、溫度、濕度、震動、材質、軟硬等特性的檢測,是機器人直接感知環境作用的重要傳感器。    

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    柔性觸覺傳感器具備三大特點:
    1、像人皮膚一樣具有柔韌性。
    2、在保證測量準確度和靈敏度的同時,能夠實現任意彎曲變形、有彈性。
    3、能夠覆蓋在非規則、非平面的機器人本體表面,可擴展、分辨率高。
    電阻式、電容式、壓電式為目前應用最廣泛的柔性觸覺傳感器類型。

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    根據QY Research數據,2022年全球柔性觸覺傳感器約15.3億美元市場,預計2029年市場規模增長至53.2億美元,2022-2029CAGR為17.9%,機器人、醫療領域需求為市場增長的主要驅動力。    

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    智能化機器人未來想要擁有類人觸覺,要求觸覺傳感器向著高密度、高靈敏、響應快、多功能、集成化和高性價比發展。
    能夠感知物體形狀、材質、表面紋理、溫度和濕度等多功能的柔性觸覺傳感器研究目前仍是國內“卡脖子”領域,海外Novasentis、Tekscan、JDI、Baumer Group、Fraba Group五大供應商占據全球柔性傳感器市場57.1%的份額,但其產品價格高昂,大陣列多功能柔性觸覺傳感器每片均價高達15萬元,國內廠商若能進一步實現技術突破、以更低的成本制造出相近性能的產品,未來有望成為多功能大陣列柔性傳感器產業化的中堅力量。    

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    關注A股相關上市企業:         
    1、傳感器層面:
    (1)六維力傳感器:柯力傳感、東華測試、八方股份;
    (2)觸覺傳感器:漢威科技(300007.SZ)(柔性微納傳感器產品實現在醫療器械部分核心器件的國產替代,在智能機器人領域與小米科技、九號科技、深圳科易機器人等開展合作)、蘇試試驗(300416.SZ)(研發基于石墨烯的柔性應力振動傳感器)、弘信電子(300657.SZ)(子公司瑞滸科技在柔性壓力傳感器領域有布局)、奧迪威(832491.BJ)(在人形機器人應用中,公司的產品:隱藏式超聲波避障傳感器、觸覺傳感器、超聲波材質識別傳感器、觸覺反饋執行器等均可實現感知與執行功能);
    (3)身體平衡(IMU):華依科技、芯動聯科。         
    2、機器人執行器及本體:新興裝備、偉創電氣、鳴志電器、拓邦股份、中大力德、雙環傳動、貝斯特等。
              

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